暗渠穿河段防护除险加固措施探析

摘要：文章以某工程为例，介绍了该工程的基本情况，指出了暗渠穿河段存在的主要问题，分析了暗渠穿河段存在问题的原因，其中包括外水压力作用、水流冲刷、基岩破碎、施工质量较差等多个方面。最后文章还提出了暗渠穿河段防护除险加固措施，其中包括大开挖方案、内衬施工方案、锚杆措施、施工安全措施等，希望通过这样的探讨分析能够引起人们对这一问题的进一步关注，能够对暗渠穿河段防护除险加固工作发挥借鉴指导作用。

关键词：暗渠穿河段防护除险加固措施大开挖方案

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

一、工程相关情况概述

某暗渠位于水库的左岸，是进行农业灌溉和对外输水的重要工程。暗渠的长度为3750m，在修筑的时候，采用的是混凝土预制块和块石浆砌。暗渠的宽和高大约为5m，底部是岩石，拱脚大多数也作用在岩体上。由于该暗渠修筑的时间较为久远，工程出现老化现象，并且很多年没有进行维修，暗渠穿河段的边墙多处发生位移现象，不仅影响工程的正常使用，还隐藏着巨大的安全隐患。为了保证暗渠的正常使用，必须找出暗渠存在的主要问题，分析其产生的原因，并根据具体情况采取相应的除险加固措施，保证暗渠工程的安全。

二、暗渠穿河段存在的主要问题

暗渠穿河段是浆砌体结构，两侧是浆砌石挡墙，顶部是浆砌混凝土块拱形结构，砂浆出现严重的脱落现象，覆土的深度较大。在某些地方，还出现墙体坍塌的情况，并发生水平位移现象，有些地方的水平位移达到40cm，这对暗渠穿河段上部结构产生严重的威胁，甚至有整体坍塌的危险。在暗渠底部，存在着大量的堆石和淤泥，部分地方还受到冲刷，存在着严重的安全隐患，急需采取促使进行加固。

三、暗渠穿河段存在问题的原因分析

导致暗渠穿河段存在问题的原因是多方面的，它是多种因素共同作用的结果，具体来说，包括以下几个方面的原因。

1、外水压力作用。在结构上，直墙是浆砌块石结构，它的主要作用是暗渠内衬的防护，此外，还能够利用墙顶支撑拱模板进行上部拱圈砌筑。墙体和拱座是分离的，墙顶没有荷载的约束，从而形成自由端，这与其它直墙段的受力情况不同。如果该段直墙截面与有拱荷载的直墙截面尺寸相同，或者砌体砌筑不密实，整体性较差，墙体在较高外水压力作用下，往往不能满足抗倾安全要求，这也是直墙段发生内倾破坏的主要原因。

2、水流冲刷。通过检查输水洞现场的实际情况，可以发现，渠底浆砌石护底冲刷和破坏十分严重。在输水洞输水流量不同的情况下，洞内水流的流态存在着很大的差别。此外，断面形态、过水面积、暗渠轴线、渠底底坡也会发生很大的变化，从而引起渠内水流的流速和流向发生巨大的变化，在暗渠内存在着急变流，局部地方出现负压，使得冲刷能力得以增大。而在侧墙倒塌渠段受到轴线弯曲的影响，水流产生横向翻滚，这就使得水流的冲刷能力和携带能力得以加大。将渠底较小的块石带走，使得大的块石出现松动、滚动和堆积，进而导致水断面发生变化，水力条件出现进一步恶化现象。

3、基岩破碎。通过对现场取样的基岩进行分析，我们可以得知，该处的基岩出现严重的风化现象，岩石破碎，在水的浸泡下出现水解，在风力作用下发生风化，岩石的整体强度得以降低，整体的性能极差，砌体结构和开挖岩面没有很好的结合。

4、施工质量存在问题。通过对现场的仔细检查，发现施工存在着质量问题。例如，挡墙后面由乱毛石砌筑而成，内部存在着很多的空洞，并且空洞的大小不一。其原因可能是在施工的时候，当新鲜岩面开挖出来之后，便立即进行料石的护砌，但是忽视施工质量控制工作，砂浆的充填不密实。此外，由于砂浆长时间受到溶蚀，其强度逐渐下降直至丧失，挡墙便开始解体。

四、暗渠穿河段防护除险加固措施

为了应对暗渠穿河段存在的问题，提高工程质量，保证暗渠的正常运行，根据存在的问题，结合实际工作经验，笔者认为可以采取以下措施来进行除险加固。

1、大开挖方案和内衬施工方案。对于暗渠穿河段存在的严重的质量问题，一种切实可行的除险加固措施就是运用大开挖方案。具体的措施就是，将暗渠顶部开挖，重新施工暗渠。但是，该方案占地较多，施工周期长，投资巨大，往往还需要拆迁房屋和道路，在实际工作中不适宜采用。另外一种可行的方案是运用地下内衬施工方案，也就是采用钢筋混凝土内加固和原砌石结构共同承载的方案。具体措施如下：先将原砌石结构用聚合物砂浆喷注予以加固、填充，侧墙与拱顶采用喷射C20混凝土，厚度15cm，在侧墙部位设置锚杆，底部整体浇筑C20混凝土，厚度不小于30cm。混凝土衬砌与原来的结构形成新的承载体。侧墙和拱顶部位均设置排水孔，呈梅花状排列，原有墙体使用机械凿出排水孔，以便将墙后、拱顶上部的渗水排除，减少水压力。

2、锚杆措施和施工安全措施。主要是针对破坏严重、出现严重变形的暗渠穿河段，必须采取这些措施，以除险加固，提高处理效果，保证暗渠的安全和正常运行。第一、喷射聚合物砂浆。采用封堵或者导流措施，清除暗渠内的漏水，从而形成干施工作业面。清理挡墙已经滑塌的部位，不得扰动未发生位移的块石。清理完毕之后，堵塞边壁上的漏水点，形成干工作面，对整个断面进行喷射，喷射厚度为5cm。喷射聚合物之后，能够将暗渠面结合成一个整体，消除存在的不安全因素。此外，还能够避免拱脚支撑点的松动和剥落。掺入聚合物能够增加挡墙的抗渗性能。第二、锚杆喷射混凝土。主要运用于拱顶和侧墙，在侧墙部位设置水泥砂浆锚杆，设计锚杆采用孔距、排距均2m，锚杆长度3 m，孔径50 mm。采用风钻钻孔，灌注水泥砂浆，插入螺纹钢筋作为锚筋。喷射作业分段分片依次进行，喷射自下而上，分两层喷射，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。第三、底板混凝土浇注。清除暗渠底部松散的、剥离的块石，注意不能扰动原状岩石。对于已经形成的冲坑，当清理完毕之后，应该预先用石子填平。根据设计坡降、断面、配筋进行浇筑，与喷射混凝土连成整体，一直浇注到拱脚处。这样能够加强侧墙，并对拱起到支撑作用，避免落拱。第四、拱脚加固。当衬砌结束，混凝土达到一定的强度之后，需要对拱脚进行锚固。加固可以采用打孔或者预留孔的方式，孔深为2m，灌入纯水泥浆，灌浆的压力不能超过0.3MPa，当灌浆结束之后，插入螺纹钢作为锚筋。当施工完成之后，挡墙后的乱石空隙得到了充填，风化严重的、松散的基岩固结成了一个整体，这样不仅能够增加支撑点的稳定性，还能够提高支撑能力。第五、设置排水系统。为了减少水压力，保证暗渠的质量和安全，在侧墙和拱顶部位，都设置相应的排水系统，这样能够避免水力条件恶化，有利于保证暗渠的正常运行。

五、结束语

总之，对于暗渠穿河段来说，由于受到多方面因素的影响，往往会出现安全问题，影响暗渠的正常使用。文章主要结合工程实际，提出了相关的除险加固措施，希望能够为同类工程起到参考作用。今后在实际工作中，不仅要重视相关策略的运用，还应该加强对安全穿河段的检查和维修工作，及时发现问题，并采取相应的措施处理，尽量将问题消灭在萌芽状态，保证暗渠的安全，促进其最大功能的发挥。

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